*空调机组过滤器的选择

摘要：本文介绍在国内*空调领域设计中， 过滤器应用于*空调末端设备时的选择，主要由洁净设计规范、过滤机理及过滤器规格等方面进行阐述，适用于工程项目设计者、施工者及使用者合理选择、维护及更换过滤装置。

关键词：空调机组过滤效率 使用寿命

　　1、引言

　　目前较多工程项目*空调的空气处理机组在使用中很短时间内就需更换过滤器，大大增加了用户运行成本，同时造成原材料的浪费。因此需要设计者，工程承包者了解过滤器性能为过滤器的合理选择成为发展的趋势。

　　2、过滤器

　　2.1过滤机理

　　撞上→粘住

　　空气中的尘埃粒子，或随气流惯性运动，或作无规则运动，或受某种场力的作用而移动。当运动中的粒子撞到障碍物时，粒子与障碍物表面间的引力使它粘在障碍物上。

　　纤维过滤材料

　　过滤材料应能：既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大的阻力。非织造纤维材料和特制的纸张符合这一要求。杂乱交织的纤维形成对粒子的无数道屏障，纤维间宽阔的空间允许气流通过。 

　    惯性原理

　　大粒子在气流中作惯性运动。气流遇障绕行，粒子因惯性偏离气流方向并撞到障碍物上。粒子越大，惯性力越强，撞击障碍物的可能性越大，因此过滤效果越好。

　　扩散原理

　　小粒子作无规则运动。对无规则运动作数学处理时使用传质学中“扩散”理论，所以有扩散原理一说。粒子越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，因此过滤效果越好。

　　效率随尘粒大小而异

　　过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。小于0.1μm（微米）的粒子主要作扩散运动，粒子越小，效率越高；大于0.5μm的粒子主要作惯性运动，粒子越大，效率越高。在0.1μm与0.5μm之间，效率有一处zui低点。

　　阻力

　　纤维使气流绕行，产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。

　　过滤器阻力随气流量的增加而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤料的相对风速，以减小过滤器阻力。

　　过滤器对气流形成阻力。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，过滤器报废。新过滤器的阻力称“初阻力”；对应过滤器报废时的阻力值称“终阻力”。终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。大多数情况下，终阻力是初阻力的2～4倍。

    　终阻力建议值

　　过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显延长，但它会使空调系统风量锐减。因此，没有必要将终阻力值定得过高。

　　低效率过滤器常使用直径≥10mm的粗纤维滤料。由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零。因此，要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。

　　每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表来判定，不能仅凭操作者的感觉。

　　动态性能

　　被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力，于是，使用中过滤器的阻力逐渐增加。被捕捉到的粉尘形成新的障碍物，于是，过滤效率略有改善。 

　　被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上，滤料面积越大，能容纳粉尘越多，过滤寿命越长。

　　过滤器报废 

　　滤料上积尘越多，阻力越大。当阻力达到设计所不允许的程度时，过滤器的寿命就终止了。有时，过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散，出现此情况，过滤器需要报废。

　　2.2过滤规格　　

　　3、洁净设计规范

　　3.1洁净等级

　　1963年，美国洁净室标准FED-STD-209中，按每立方英尺中≥0.5mm粉尘数量的zui高允许浓度，将洁净室分成若干等级，如100级、10,000级、100,000级。世界上许多国家都加以效仿。

　　1999年，标准化组织ISO颁布了一项标准《ISO14644-1 洁净室与受控洁净环境》*部分：空气洁净度分级。标准中采用了新的分级。

　　2001年，中国新颁布的洁净室设计标准中采用了ISO分级。

　　ISO洁净度等级以及与传统分级的对应关系

　　电子工业和制药业是与洁净室关系zui密切的两个行业。ISO标准一出现，电子行业立刻改用ISO标准定义的洁净室级别，而制药业目前仍沿用老的洁净级别规定。中国1998年版GMP规范中比前一版增加了个30万级。

 　   中国GMP规定的洁净度

　　3.2净化处理

　　对于有洁净等级要求的空调机组空气过滤器的选用布置和安装方式，应符合下列要求：

　　1、初效空气过滤器不应选用浸油式过滤器。

　　2、中效空气过滤器宜集中设置在净化空气调节系统的正压段。

　　3、空气过滤器或亚空气过滤器宜设置在净化空气调节系统末端。

　　4、中效、亚、空气过滤器宜按额定风量选用。

　　5、阻力、效率相近的空气过滤器宜设置在同一洁净室内。

　　6、空气过滤器安装方式应简便可靠，易于检漏和更换。

　　７、过滤器合理选择

　　一般情况下，zui末一级过滤器决定空气净化的程度，上游的各级过滤器只起保护作用，它保护下风端过滤器以延长其使用寿命，或保护空调系统以确保其正常工作。

　　空调设计中，应首先根据用户的洁净要求确定zui末一级过滤器的效率，然后，选择起保护作用的过滤器，如果这级过滤器亦需保护，再在它的上风端增设过滤器。起保护作用的过滤器统称“预过滤器”。

　　应妥善匹配各级过滤器的效率。若相邻两级过滤器的效率规格相差太大，则前一级起不到保护后一级的作用；若两级相差不大，则后一级负担太小。

　　洁净室末端过滤器的使用寿命应为5～15年，影响使用寿命的zui主要因素是预过滤器的优劣。
　　当使用“G～F～H～U”效率规格分类时，可方便地估计所需各级过滤器的效率。在G2～H12中，每隔2～4档设置一级过滤器。例如：G4→F7→H10，其中，末端H10（亚）过滤器决定送风的洁净水平，F7保护H10，G4保护F7。洁净室末端（HEPA）过滤器前要有效率规格不低于F8的过滤器来保护；超（ULPA）过滤器前可选用F9～H11的过滤器。*空调本身应有效率规格不低于F5的过滤器来保护。
　　在无风沙、低污染地区，F7过滤器前可不设预过滤器；在城市*空调系统中，G3～F6是常见的初级过滤器。

　　究竟应设什么效率级别的预过滤器来保护后一级过滤器，这需要设计师和现场工程师将使用环境、备件费用、运行能耗、维护费用等因素综合考虑后决定。
　　过滤器的使用寿命同时还取决于过滤面积和过滤材料的选择。过滤器中滤材的展开面积经常是过滤器迎风面的数倍、数十倍，有时达到一百倍。过滤面积大，能容纳的粉尘就多，过滤器的使用寿命就长。过滤面积大，气流穿过材料的速度就低，过滤器的阻力就小。增加过滤面积是延长过滤器使用寿命的zui有效手段。
　　经验表明，对于同种结构、同样滤材的过滤器，当终阻力确定时，过滤面积增加50%,过滤器的使用寿命会延长70%～80%；面积增加一倍，过滤器的使用寿命约是原来的三倍。
　　使用寿命的延长还意味着维护人工费用的减少和风险的减少。此外，过滤面积增大后初阻力会降低，空调系统的能耗费用也会少些。对zui终用户来说，选用过滤面积大的过滤器肯定合算。
　　一般通风与洁净室用的大多数过滤器是一次性的，它们或无法清洗，或从经济角度上考虑不值得清洗。效率高的过滤器，使用场合都很讲究，过滤器即使洗不坏，也别去洗，除非有把握*清洗干净、清洗后性能不改变，而且有试验手段来证明这一点。
　　传统上有的清洗+方法是用水冲加手搓，所以可清洗过滤器的滤材要结实，如制造G2～G4效率过滤器的粗纤维材料，当然，你还要判断过滤器辅助材料是否抗水。F6以上效率通风过滤器的过滤材料，其纤维一般在∮0.5～∮5µm之间，它不结实，经不住揉搓，因此，F6以上的过滤器大都是一次性的。实际上，你一看材料，就能判断出它是否能清洗。
　　发达国家的用户很少去清洗过滤器，尽管有些原则上是可以清洗的，这是由于清洗过滤器的劳动强度大、劳务费用高，而过滤价格又相对低廉。

　　４、空调厂家过滤器配置

　　国内空调厂家一般根据洁净等级进行过滤器的选型配置：

　　100级净化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H13+（风道末端FFU过滤单元）；

　　1000级净化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H11+（风道末端FFU过滤单元）；　　

        10000级净化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H11； 

　　100000级净化：板式G3～F5+袋式F7（F8）+袋式F9；

　　300000级净化：板式G3～F5+袋式F6～F8；

　　舒适性空调：板式G2～F5。 

　　同时根据某些工艺要求，在空调机组内部设置紫外线杀菌灯、活性炭过滤除臭、臭氧发生器等装置。

　　小结：掌握过滤器过滤原理，洁净规范，正确的选择过滤器，可以减少运行时反复更换过滤器的费用，过滤器的合理配置使机内阻力减少，从而电机功率减小，则控制造价和运行费用都会大大减少。因此在现代建筑节能要求下，应用于*空调机组中的过滤器选择尤为重要。

来源：中国过滤网